航天器是如何研制出來的？

1 4個階段

技術研究是在航天器正式開展工程研制前進行的，主要是根據航天器用戶的需求或預測的航天器發展趨勢，提出所要研制航天器的總體技術性能指標。

打造中國資源－1正樣衛星

方案論證是在航天器研制任務正式下達并立項之后進入工程研制的第1步。這個階段的主要工作是根據研制任務書確定的航天器性能指標和使用要求，結合材料、元器件和工藝技術水平等條件，選出一個整體優化的總體方案。

初樣研制是指研制出能進行地面試驗的工程樣航天器，包括電性航天器、溫控航天器和結構航天器等。這一階段的主要工作是根據方案設計確定的總體方案及分系統初樣設計任務書的要求，對各系統進行精心設計、精確計算。航天器制造廠要編制出正規的工藝生產文件，裝備保證產品制造質量必需的工裝夾具，并組織試制生產，最終生產出可以進行各項地面試驗的工程樣星。

正樣研制階段的主要任務是研制出最終上天的航天器。當制造出正式的產品后，要進行一系列鑒定試驗和驗收試驗等。當一切達到要求（也可叫問題歸零）后就可以準備發射了。

中國嫦娥－1繞月探測器進行振動試驗

2 多項試驗

與其他產品相比，航天器有以下特點：航天器出廠后要經過運輸、發射、入軌和軌道運行等階段，所以要經受各種環境的影響和作用，這些環境的復雜性和多樣性是其他任何產品都不能比的。例如，在發射過程中，航天器在強大推力作用下會受到劇烈的沖擊、振動和氣動加熱；進入軌道后，則要經受高低溫度交變、失重、空間粒子輻照甚至微流星體撞擊等嚴酷考驗。

另外，不少航天器的研制成本高、研制周期長、生產數量少，而且上天后如果出現了問題極難補救，所以要求航天器有很高的可靠性。為此，航天器發射前一定要進行多種地面環境模擬試驗，以此檢驗航天器的一系列性能，看它能否可靠地工作，能否適應嚴酷的發射環境和軌道運行環境。目前，航天器的環境模擬試驗主要有以下幾種。

“神舟”飛船吊入真空罐進行熱真空試驗

裝配中國天宮－1目標飛行器實驗艙的密封艙

1）振動試驗。它主要模擬航天器在發射階段和返回階段所經受的振動環境。試驗時要把航天器固定在巨大的振動試驗臺上，航天器的各個典型部位都安裝傳感器，用來測量航天器各點的振動量級的大小。一旦加電工作，振動臺就帶動航天器一起振動，發出的聲音像一頭雄獅在怒吼，振動的頻率由低向高不斷地增加。通過這樣的考驗，不管是設計問題，還是工藝問題，亦或是裝配質量問題，哪怕是一個焊點松動或一個螺絲釘沒有擰緊，都會在這種振動面前“原形畢露”。

2）沖擊試驗。它主要模擬在航天器發動機的點火工作以及星箭分離或航天器兩級分離時對航天器產生的沖擊。這種試驗常用跌落式或撞擊式沖擊臺進行，加速度通常達到重力加速度的幾百倍甚至上千倍；也可用爆炸沖擊產生振蕩型沖擊，用真實火工品模擬爆炸螺栓分離解鎖時的沖擊；還能用振動臺模擬沖擊譜的合成或瞬態沖擊波進行。

3）噪聲試驗。它是模擬發射時航天器發動機工作時產生的噪聲和與大氣的摩擦而產生的氣動噪聲。航天器系統級噪聲試驗主要有3種方法：自由聲場、行波聲場和混合聲場。其中，混合聲場目前使用較廣，它模擬火箭整流罩內聲場，進行試驗時是把航天器推進混響聲室，置于一個符合試驗聲譜和總聲壓級的均勻而擴散的聲場中。

4）加速度試驗。它是模擬航天器發射時航天器經受的過載，即承受的加速度。這種試驗大多是在離心機上完成。

5）真空試驗。它是模擬航天器在軌道上的運行環境，包括空間的高真空、深冷溫度和高低溫度交變。

此外，還有電磁相容性試驗、空間粒子輻照試驗等。不過，隨著科技的不斷發展，現在很多環境模擬試驗可以用計算機模擬進行，從而大大節省了人力、物力和財力。

3 廠房要求

所謂航天器總裝就是根據總體要求，把各分系統使用的儀器設備可靠地固定到所要求的星體位置，通過電纜和導管將它們連接起來，形成各方面滿足要求的整星，保證航天器在每個階段各種環境的作用下可以正常工作。

在航天器總裝中，對總裝廠房有較高的要求，例如，為了保證航天器質量，我國航天器總裝大廳操作區的環境要求：溫度15～25℃，相對濕度40%～60%，空氣潔凈度優于100000級，照明度100～300Lx，噪聲小于60dB。

由上述可見，研制航天器的過程是相當復雜的。

鏈接：

在地面創造出真空的環境需要用真空罐。在真空罐內部有通液態氮的管子，當管子內充以液氮后，液氮的循環流動可使真空罐內的溫度降低到-100℃。在其外部有由各種真空泵組成的抽真空系統和測量控制系統。在罐子的一端或側面有一個既能保證密封又可以開關的蓋子，航天器就是從這里被放入罐內。同時，在罐內還設有模擬太陽照射的裝置。試驗一開始，罐子被抽成真空并開始降溫，并進行溫度的交替變化。航天器在這樣的環境中按照工作程序進行連續幾天甚至十幾天的試驗，從而考驗航天器及其各分系統在該環境條件下能否可靠地工作、達到預期的性能。